(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷媒を流通させる冷媒流路部とを積層してなる半導体積層ユニットと、
該半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する弾性部材と、
上記半導体積層ユニット及び上記弾性部材を内側に収容し、上記積層方向の一方側を開放させた開放部を有するフレームと、
該フレームの上記開放部を閉塞するように配設され、上記弾性部材を上記半導体積層ユニットとの間に挟持する閉塞部材とを備え、
該閉塞部材は、上記弾性部材を上記積層方向の一方側から支承すると共に上記弾性部材を上記半導体積層ユニット側に付勢した状態で、上記フレームに固定されており、
上記閉塞部材には、電子部品を収容する収容部が設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、上記閉塞部材には、上記弾性部材における上記積層方向に直交する方向の移動を規制する位置決め部が設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷媒を流通させる冷媒流路部とを積層してなる半導体積層ユニットと、
該半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する弾性部材と、
上記半導体積層ユニットを上記積層方向及び該積層方向に直交する幅方向の四方から囲むように形成され、上記半導体積層ユニット及び上記弾性部材を内側に収容するフレームと、
該フレーム内において上記半導体積層ユニットの上記積層方向の一方側に配設され、上記弾性部材を上記半導体積層ユニットとの間に挟持する閉塞部材とを備え、
該閉塞部材は、上記弾性部材を上記積層方向の一方側から支承すると共に上記弾性部材を上記半導体積層ユニット側に付勢した状態で、上記フレームに固定されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置において、上記閉塞部材には、上記弾性部材における上記積層方向に直交する方向の移動を規制する位置決め部が設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の電力変換装置において、上記フレーム内の空間のうち、上記閉塞部材を挟んで上記半導体積層ユニットと反対側において上記フレームと上記閉塞部材との間に形成された空間には、電子部品が収容されていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、その半導体モジュールを冷却する冷媒を流通させる冷媒流路部とを積層してなる半導体積層ユニットを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータと、車両に搭載された直流バッテリーとの間において、電力の変換を行うための電力変換装置がある。
この電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールを複数個有しているが、これらの半導体モジュールは、そこに流れる被制御電流によって発熱する。特に、近年、交流モータに要求される駆動力の上昇に伴って被制御電流が大きくなり、半導体モジュールの発熱量が大きくなる傾向にある。そのため、発熱に伴う半導体モジュールの温度上昇を抑制する必要がある。
【０００３】
そこで、半導体モジュールを冷却して温度上昇を抑制することができる電力変換装置が提案されている（特許文献１参照）。
この電力変換装置９１は、図１７に示すごとく、半導体モジュール９２１と半導体モジュール９２１を冷却する冷媒を流通させる冷却管（冷媒流路部）９２２とを積層してなる半導体積層ユニット９２と、半導体積層ユニット９２を積層方向Ｘに加圧する弾性部材（板ばね）９３２と、半導体積層ユニット９２及び弾性部材９３２を内側に収容するフレーム９４とを備えている。また、弾性部材９３２とフレーム９４との間には、支承ピン９５が配設されている。
【０００４】
上記構成の電力変換装置９１を組み立てるに当たっては、まず、フレーム９４内に半導体積層ユニット９２を配置する。そして、フレーム９４内において、半導体積層ユニット９２の積層方向Ｘの一方側に、自由状態にある弾性部材９３２を配置する。
次いで、押圧治具（図示略）をフレーム９４内のスペース９４１に配置し、押圧治具によって弾性部材９３２の両端部９３３を半導体積層ユニット９２側へ押圧することにより、弾性部材９３２を積層方向Ｘに弾性変形させる。
【０００５】
次いで、押圧治具によって弾性部材９３２を弾性変形させた状態で、弾性部材９３２の両端部９３３とフレーム９４との間に、支承ピン９５を挿入配置する。
次いで、押圧治具による押圧を解除することにより、弾性部材９３２の両端部９３３を支承ピン９５に支承させると共に、支承ピン９５を弾性部材９３２とフレーム９４との間に挟持する。これにより、弾性部材９３２の付勢力によって半導体積層ユニット９２を積層方向Ｘに加圧した状態とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４５４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記構成の電力変換装置９１を組み立てるに当たっては、上述のごとく、自由状態にある弾性部材９３２、すなわち積層方向Ｘの寸法が大きい状態にある弾性部材９３２を半導体積層ユニット９２と共にフレーム９４内に配置するため、フレーム９４の寸法を大きくする必要がある。また、弾性部材９３２を弾性変形させるために用いる押圧治具を配置するスペース９４１も必要となるため、フレーム９４の寸法をさらに大きくしなければならない。その結果、電力変換装置９１の大型化を招いてしまう。
【０００８】
また、弾性部材９３２とフレーム９４との間に支承ピン９５を配置するため、この支承ピン９５を配置するスペースも必要となり、フレーム９４の寸法の拡大につながる。その結果、同様に、電力変換装置９１の大型化を招いてしまう。
また、弾性部材９３２をフレーム９４内に配置した後、弾性部材９３２とフレーム９４との間に支承ピン９５を配置する工程が必要となるため、工数の増加、工程の複雑化といった問題も生じる。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、小型化及び生産性向上を図ることができる電力変換装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷媒を流通させる冷媒流路部とを積層してなる半導体積層ユニットと、
該半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する弾性部材と、
上記半導体積層ユニット及び上記弾性部材を内側に収容し、上記積層方向の一方側を開放させた開放部を有するフレームと、
該フレームの上記開放部を閉塞するように配設され、上記弾性部材を上記半導体積層ユニットとの間に挟持する閉塞部材とを備え、
該閉塞部材は、上記弾性部材を上記積層方向の一方側から支承すると共に上記弾性部材を上記半導体積層ユニット側に付勢した状態で、上記フレームに固定されており、
上記閉塞部材には、電子部品を収容する収容部が設けられていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却する冷媒を流通させる冷媒流路部とを積層してなる半導体積層ユニットと、
該半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、上記半導体積層ユニットを上記積層方向に加圧する弾性部材と、
上記半導体積層ユニットを上記積層方向及び該積層方向に直交する幅方向の四方から囲むように形成され、上記半導体積層ユニット及び上記弾性部材を内側に収容するフレームと、
該フレーム内において上記半導体積層ユニットの上記積層方向の一方側に配設され、上記弾性部材を上記半導体積層ユニットとの間に挟持する閉塞部材とを備え、
該閉塞部材は、上記弾性部材を上記積層方向の一方側から支承すると共に上記弾性部材を上記半導体積層ユニット側に付勢した状態で、上記フレームに固定されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項３）。
【発明の効果】
【００１２】
上記第１の発明の電力変換装置において、上記フレームは、積層方向の一方側を開放させた開放部を有する。また、上記閉塞部材は、フレームの開放部を閉塞するように配設され、弾性部材を半導体積層ユニットとの間に挟持している。そして、上記閉塞部材は、弾性部材を積層方向の一方側から支承すると共に弾性部材を半導体積層ユニット側に付勢した状態で、フレームに固定されている。
【００１３】
そのため、上記構成の電力変換装置を組み立てるに当たっては、半導体積層ユニットの積層方向の一方側に自由状態の弾性部材を配置した後、その弾性部材をフレームの開放部を閉塞する閉塞部材によって支承しながら積層方向に押圧し、弾性変形させた状態でフレーム内に収容することができる。これにより、従来のように自由状態の弾性部材をフレーム内に配置する必要がなくなる。つまり、弾性変形した状態の弾性部材を収容できるようにフレームの寸法を設計すればよくなる。その結果、フレームの小型化、さらには電力変換装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
また、従来、弾性部材を押圧するために用いていた押圧治具等や、その押圧治具等をフレーム内に配置するためのスペースが不要となるため、それによってもフレームの小型化、さらには電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、押圧治具等をフレーム内に配置したり、取り出したりする工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記閉塞部材は、上述のごとく、弾性部材を支承すると共に半導体積層ユニット側に付勢した状態で、フレームに固定されている。そのため、閉塞部材をフレームに固定することにより、弾性部材による半導体積層ユニットへの加圧を保持することができる。これにより、弾性部材による半導体積層ユニットへの加圧を保持するための支承ピン等や、その支承ピン等をフレーム内に配置するためのスペースが不要となるため、フレームの小型化、さらには電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、支承ピン等をフレーム内に配置する工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００１６】
上記第２の発明の電力変換装置において、上記フレームは、半導体積層ユニットを積層方向及び幅方向の四方から囲むように形成されている。また、上記閉塞部材は、フレーム内において半導体積層ユニットの積層方向の一方側に配設され、弾性部材を半導体積層ユニットとの間に挟持している。そして、上記閉塞部材は、弾性部材を積層方向の一方側から支承すると共に弾性部材を半導体積層ユニット側に付勢した状態で、フレームに固定されている。
【００１７】
そのため、上記構成の電力変換装置を組み立てるに当たっては、フレーム内において、半導体積層ユニットの積層方向の一方側に自由状態の弾性部材を配置した後、その弾性部材を閉塞部材によって支承しながら積層方向に押圧し、弾性変形させた状態でフレーム及び閉塞部材により囲まれた空間内に収容することができる。これにより、従来、弾性部材を押圧するために用いていた押圧治具等や、その押圧治具等をフレーム内に配置するためのスペースが不要となる。その結果、フレームの小型化、さらには電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、押圧治具等をフレーム内に配置したり、取り出したりする工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記閉塞部材は、上述のごとく、弾性部材を支承すると共に半導体積層ユニット側に付勢した状態で、フレームに固定されている。そのため、閉塞部材をフレームに固定することにより、弾性部材による半導体積層ユニットへの加圧を保持することができる。これにより、弾性部材による半導体積層ユニットへの加圧を保持するための支承ピン等や、その支承ピン等をフレーム内に配置するためのスペースが不要となり、フレームの小型化、さらには電力変換装置の小型化を図ることができる。
また、支承ピン等をフレーム内に配置する工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００１９】
このように、上記第１及び第２の発明によれば、小型化及び生産性向上を図ることができる電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】参考例１における、電力変換装置を示す平面説明図。
【図２】参考例１における、フレーム及び閉塞部材を示す斜視説明図。
【図３】参考例１における、電力変換装置の組立工程を示す平面説明図。
【図４】参考例１における、電力変換装置の組立工程を示す平面説明図。
【図５】参考例１における、フレーム及び閉塞部材の別構成例を示す斜視説明図。
【図６】実施例１における、電力変換装置を示す平面説明図。
【図７】実施例１における、フレーム及び閉塞部材を示す斜視説明図。
【図８】実施例１における、フレーム及び閉塞部材の別構成例を示す斜視説明図。
【図９】参考例２における、電力変換装置を示す平面説明図。
【図１０】図９における閉塞部材のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１１】参考例２における、電力変換装置の組立工程を示す平面説明図。
【図１２】参考例２における、電力変換装置の組立工程を示す平面説明図。
【図１３】参考例３における、電力変換装置を示す平面説明図。
【図１４】実施例２における、電力変換装置を示す平面説明図。
【図１５】実施例２における、フレーム及び閉塞部材を示す斜視説明図。
【図１６】実施例２における、電力変換装置の組立工程を示す平面説明図。
【図１７】従来における、電力変換装置を示す平面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上記第１及び第２の発明において、上記電力変換装置としては、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等がある。また、上記電力変換装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いることができる。
また、上記弾性部材としては、例えば、板ばね、コイルばね等を用いることができる。
【００２２】
また、上記第２の発明において、上記閉塞部材には、上記弾性部材における上記積層方向に直交する方向の移動を規制する位置決め部が設けられていることが好ましい（請求項２、４）。
この場合には、閉塞部材の位置決め部によって弾性部材の位置ずれを防止することができる。これにより、弾性部材によって半導体積層ユニットを積層方向に精度良く加圧することができる。
なお、位置決め部の形状は、弾性部材の種類や形状に合わせて設計すればよく、例えば凸状、凹状等とすることができる。
【００２３】
上記第１の発明においては、上記閉塞部材には、電子部品を収容する収容部が設けられている。
これにより、半導体積層ユニット（半導体モジュール）に近接する位置に電子部品を配置することができる。これにより、両者間の配線距離を短くすることができ、熱やノイズの発生を抑制することができる。
【００２４】
上記第２の発明において、上記フレーム内の空間のうち、上記閉塞部材を挟んで上記半導体積層ユニットと反対側において上記フレームと上記閉塞部材との間に形成された空間には、電子部品が収容されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、半導体積層ユニット（半導体モジュール）に近接する位置に電子部品を配置することができる。これにより、両者間の配線距離を短くすることができ、熱やノイズの発生を抑制することができる。
【００２５】
また、上述のごとく、上記電子部品を上記閉塞部材内又は上記フレーム内に収容する構成において、上記閉塞部材の上記位置決め部には、上記電子部品を固定するための固定部が設けられていることが好ましい。
この場合には、電子部品を固定するスペースとして、弾性部材を支承すると共に位置決めする閉塞部材の位置決め部を利用することにより、電力変換装置の省スペース化、小型化を図ることができる。
【００２６】
なお、上記電子部品は、例えば、電力変換装置の構成部品となるリアクトル、コンデンサ等である。
【実施例】
【００２７】
（参考例１）
上記第１の発明の参考例にかかる電力変換装置について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール２１と半導体モジュール２１を冷却する冷媒を流通させる冷却管（冷媒流路部）２２とを積層してなる半導体積層ユニット２と、半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一方側（以下、適宜、後方側Ｘ２という）に配設され、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに加圧する弾性部材３２と、半導体積層ユニット２及び弾性部材３２を内側に収容し、積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）を開放させた開放部４０を有するフレーム４と、フレーム４の開放部４０を閉塞するように配設され、弾性部材３２を半導体積層ユニット２との間に挟持する閉塞部材５とを備えている。
また、閉塞部材５は、弾性部材３２を積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）から支承すると共に弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、フレーム４に固定されている。
以下、これを詳説する。
【００２８】
図１に示すごとく、半導体積層ユニット２は、複数の半導体モジュール２１と複数の冷却管２２とを交互に積層してなる。
半導体モジュール２１は、積層方向Ｘの両側から冷却管２２によって挟持されている。隣り合う冷却管２２の間には、２個の半導体モジュール２１が挟持されている。また、半導体モジュール２１は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子やＦＷＤ等のダイオードを内蔵してなる（図示略）。
【００２９】
複数の冷却管２２は、その長手方向（以下、適宜、幅方向Ｙという）の両端部２２１、２２２において、隣り合う冷却管２２同士が変形可能な連結管２３によって連結されている。また、積層方向Ｘの他方側（以下、適宜、前方側Ｘ１という）の端部に配設された冷却管２２の両端部２２１、２２２には、外部から冷媒を導入する冷媒導入管２４と、外部に冷媒を排出する冷媒排出管２５とが連結されている。冷媒導入管２４及び冷媒排出管２５は、その一部をフレーム４の外側に突出させている。また、冷却管２２、連結管２３、冷媒導入管２４及び冷媒排出管２５は、アルミニウム又はその合金からなる。
【００３０】
また、冷媒導入管２４から導入された冷媒は、冷媒導入管２４側の連結管２３を適宜通り、各冷却管２２に分配されると共にその長手方向（幅方向Ｙ）に流通する。そして、冷媒は、各冷却管２２を流れる間に、半導体モジュール２１との間で熱交換を行う。熱交換により温度上昇した冷媒は、冷媒排出管２５側の連結管２３を適宜通り、冷媒排出管２５から排出される。
【００３１】
なお、冷媒としては、例えば、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒を用いることができる。
【００３２】
同図に示すごとく、半導体積層ユニット２の後方側Ｘ２には、当接部材３１と弾性部材３２とからなる加圧部材３が配置されている。
剛性の高い平板状の当接部材３１は、半導体積層ユニット２の後端面２０２に当接している。また、弾性部材３２は、略円弧状に湾曲した押圧部３２１と、押圧部３２１の両側において、押圧部３２１と同方向に湾曲した被支承部３２２とからなる板ばねである。当接部材３１及び弾性部材３２は、いずれも炭素工具鋼等の金属からなる。
【００３３】
図１、図２に示すごとく、フレーム４は、半導体積層ユニット２の前端面２０１を支持する支持部４１と、この支持部４１の両端部から後方側Ｘ２へ向かって延設された一対の側辺部４２とを有する。また、フレーム４は、後方側Ｘ２を開放させた開放部４０を有し、全体としてコの字状に形成されている。
【００３４】
また、フレーム４における支持部４１及び一対の側辺部４２の下端部には、半導体積層ユニット２の一部及び閉塞部材５の一部を支持する底板部４３が突出して形成されている。また、一対の側辺部４２の後端部４２２には、ボルト５９を螺合させるネジ穴４４が積層方向Ｘに形成されている。
【００３５】
同図に示すごとく、閉塞部材５は、フレーム４の開放部４０を閉塞するように配置されている。閉塞部材５の両端部は、フレーム４における一対の側辺部４２の後端部４２２に当接している。また、閉塞部材５の両端部には、ボルト５９を螺合させるネジ孔５１が積層方向Ｘに貫通して形成されている。また、閉塞部材５は、ボルト５９を閉塞部材５のネジ孔５１及びフレーム４のネジ穴４４に螺合させることにより、フレーム４に締結固定されている。
【００３６】
また、閉塞部材５は、前方側Ｘ１に向かって突出するように形成された２つの支承部（位置決め部）５２を有する。支承部５２は、弾性部材３２における積層方向Ｘに直交する方向の移動を規制する機能を果たす。また、閉塞部材５は、弾性部材３２の被支承部３２２を後方側Ｘ２から支承すると共に、弾性部材３２を積層方向Ｘに弾性変形させた状態で当接部材３１との間に挟持している。
【００３７】
図１に示すごとく、閉塞部材５と当接部材３１との間において、積層方向Ｘに弾性変形した状態で挟持された弾性部材３２は、押圧部３２１において当接部材３１を押圧している。これにより、弾性部材３２は、当接部材３１を介して半導体積層ユニット２を前方側Ｘ１に向かって加圧している。すなわち、弾性部材３２の付勢力によって、半導体積層ユニット２が積層方向Ｘに加圧された状態となっている。
【００３８】
次に、上記構成の電力変換装置１における組立工程について説明する。
まず、図３に示すごとく、フレーム４内に半導体積層ユニット２を配置した後、半導体積層ユニット２の後端面２０２に当接部材３１を当接配置し、当接部材３１の後方側Ｘ２に自由状態の弾性部材３２を配置する。そして、弾性部材３２の後方側Ｘ２に閉塞部材５を配置する。
【００３９】
次いで、同図に示すごとく、閉塞部材５の支承部５２によって弾性部材３２の被支承部３２２を後方側Ｘ２から支承すると共に、その状態を保ったままで閉塞部材５を前方側Ｘ１に移動させる。これにより、弾性部材３２の押圧部３２１を当接部材３１に接触させて押圧し、弾性部材３２を積層方向Ｘに弾性変形させる。
【００４０】
次いで、図４に示すごとく、閉塞部材５の両端部をフレーム４の側辺部４２の後端部４２２に当接させる。そして、閉塞部材５のネジ孔５１及びフレーム４のネジ穴４４にボルト５９を螺合させる。これにより、弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、閉塞部材５をフレーム４に締結固定する。
以上により、電力変換装置１（図１）を組み立てる。
【００４１】
次に、本例の電力変換装置１における作用効果について説明する。
本例の電力変換装置１において、フレーム４は、積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）を開放させた開放部４０を有する。また、閉塞部材５は、フレーム４の開放部４０を閉塞するように配設され、弾性部材３２を半導体積層ユニット２との間に挟持している。そして、閉塞部材５は、弾性部材３２を積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）から支承すると共に弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、フレーム４に固定されている。
【００４２】
そのため、上記構成の電力変換装置１を組み立てるに当たっては、半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）に自由状態の弾性部材３２を配置した後、その弾性部材３２をフレーム４の開放部４０を閉塞する閉塞部材５によって支承しながら積層方向Ｘに押圧し、弾性変形させた状態でフレーム４内に収容することができる。これにより、従来のように自由状態の弾性部材３２をフレーム４内に配置する必要がなくなる。つまり、弾性変形した状態の弾性部材３２を収容できるようにフレーム４の寸法を設計すればよくなる。その結果、フレーム４の小型化、さらには電力変換装置１の小型化を図ることができる。
【００４３】
また、従来、弾性部材３２を押圧するために用いていた押圧治具等や、その押圧治具等をフレーム４内に配置するためのスペースが不要となるため、それによってもフレーム４の小型化、さらには電力変換装置１の小型化を図ることができる。
また、押圧治具等をフレーム４内に配置したり、取り出したりする工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００４４】
また、閉塞部材５は、上述のごとく、弾性部材３２を支承すると共に半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、フレーム４に固定されている。そのため、閉塞部材５をフレーム４に固定することにより、弾性部材３２による半導体積層ユニット２への加圧を保持することができる。これにより、弾性部材３２による半導体積層ユニット２への加圧を保持するための支承ピン等や、その支承ピン等をフレーム４内に配置するためのスペースが不要となるため、フレーム４の小型化、さらには電力変換装置１の小型化を図ることができる。
また、支承ピン等をフレーム４内に配置する工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００４５】
また、本例では、閉塞部材５には、弾性部材３２における積層方向Ｘに直交する方向の移動を規制する支承部（位置決め部）５２が設けられている。そのため、閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２によって弾性部材３２の位置ずれを防止することができる。これにより、弾性部材３２によって半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに精度良く加圧することができる。
【００４６】
このように、本例によれば、小型化及び生産性向上を図ることができる電力変換装置１を提供することができる。
【００４７】
なお、本例では、図２に示すごとく、フレーム４の底板部４３は、閉塞部材５の両端部を支持する部分を含めて平坦に形成されていたが、例えば、図５に示すごとく、フレーム４の底板部４３において、閉塞部材５の両端部を支持する部分に段差部４５を形成し、さらに閉塞部材５の両端部において、底板部４３の内側面４３１に接触する第１ガイド面５３１と、底板部４３の段差部４４の内側面４５１に接触する第２ガイド面５３２とを形成することもできる。
【００４８】
これにより、閉塞部材５の第１ガイド面５３１をフレーム４の底板部４３の内側面４３１に、また第２ガイド面５３２を底板部４３の段差部４５の内側面４５１に接触させ、閉塞部材５を幅方向Ｙに位置決めした状態で、前方側Ｘ１に容易に移動させることができる。そして、閉塞部材５をフレーム４の開放部４０に精度良く、容易に配置することができる。
【００４９】
（実施例１）
本例は、図６、図７に示すごとく、第１の発明にかかる電力変換装置１の実施例である。
本例では、同図に示すごとく、閉塞部材５には、電子部品８１を収容する収容部５４が設けられている。また、閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２には、電子部品８１を固定するためのネジ穴（固定部）５２１が設けられている。また、閉塞部材５の収容部５４の後方側Ｘ２にも、電子部品８１を固定するためのネジ穴５５が設けられている。
【００５０】
また、図６に示すごとく、電子部品８１は、閉塞部材５の収容部５４内に収容されている。また、電子部品８１は、閉塞部材５のネジ穴５２１及びネジ穴５５において、ボルト５９で締結固定されている。なお、本例の電子部品８１は、電力変換装置１の構成部品であるリアクトル、コンデンサ等である。
【００５１】
また、図７に示すごとく、フレーム４の側辺部４２の後端部４２２上には、閉塞部材５の両端部の一部が前方側Ｘ１に突出して重なるように配置されている。
また、フレーム４の側辺部４２の後端部４２２のネジ穴４４及び閉塞部材５の両端部のネジ孔５１は、積層方向Ｘ及び幅方向Ｙに直交する方向（高さ方向Ｚ）に形成されている。
その他は、参考例１と同様の構成である。
【００５２】
本例の場合には、半導体積層ユニット２（半導体モジュール２１）に近接する位置に電子部品８１を配置することができる。これにより、両者間の配線距離を短くすることができ、熱やノイズの発生を抑制することができる。
また、電子部品８１を固定するスペースとして、弾性部材３２を支承すると共に位置決めする閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２を利用することにより、電力変換装置１の省スペース化、小型化を図ることができる。
その他、参考例１と同様の効果を有する。
【００５３】
なお、本例におけるフレーム４及び閉塞部材５の構成（図７）を変更し、例えば、図８に示すごとく、フレーム４の側辺部４２を後方側Ｘ２に延長して設けると共に、その延長した側辺部４２上に閉塞部材５の両端部を重ねるように配置する構成とすることもできる。これにより、閉塞部材５をフレーム４の開放部４０に精度良く、容易に配置することができる。
【００５４】
（参考例２）
本例は、図９、図１０に示すごとく、弾性部材３２を板ばねから円筒状のコイルばねに変更し、電力変換装置１の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、閉塞部材５は、弾性部材３２における積層方向Ｘに直交する方向の移動を規制する機能を果たす位置決め部５６を有する。位置決め部５６は、弾性部材３２の外側において形成された一対の外側突出部５６１と、弾性部材３２の内側において形成された内側突出部５６２とを有する。外側突出部５６１及び内側突出部５６２は、前方側Ｘ１に向かって突出するように形成されている。
【００５５】
また、閉塞部材５は、外側突出部５６１と内側突出部５６２との間において、弾性部材３２を支承する支承面５６３を有する。また、閉塞部材５は、支承面５６３において弾性部材３２を後方側Ｘ２から支承すると共に、弾性部材３２を積層方向Ｘに弾性変形させた状態で当接部材３１との間に挟持している。
その他は、参考例１と同様の構成である。
【００５６】
次に、本例の電力変換装置１の組立工程について説明する。
まず、図１１に示すごとく、フレーム４内に半導体積層ユニット２を配置した後、半導体積層ユニット２の後端面２０２に当接部材３１を当接配置し、当接部材３１の後方側Ｘ２に自由状態の弾性部材３２を配置する。そして、弾性部材３２の後方側Ｘ２に閉塞部材５を配置する。
【００５７】
次いで、同図に示すごとく閉塞部材５の支承面５６３によって弾性部材３２を後方側Ｘ２から支承すると共に、その状態を保ったままで閉塞部材５を前方側Ｘ１に移動させる。これにより、弾性部材３２を当接部材３１に接触させて押圧し、積層方向Ｘに弾性変形させる。
【００５８】
次いで、図１２に示すごとく、閉塞部材５の両端部をフレーム４の側辺部４２の後端部４２２に当接させる。そして、閉塞部材５のネジ孔５１及びフレーム４のネジ穴４２２にボルト５９を螺合させる。これにより、弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、閉塞部材５をフレーム４に締結固定する。
以上により、電力変換装置１（図９）を組み立てる。
【００５９】
次に、本例の作用効果について説明する。
本例の場合には、参考例１と同様の作用効果を有する。すなわち、電力変換装置１の小型化及び生産性向上を図ることができる。
【００６０】
（参考例３）
本例は、図１３に示すごとく、電力変換装置１の構成を変更した例である。
本例では、同図に示すごとく、半導体積層ユニット２の前方側Ｘ１には、加圧部材３が配置されている。
また、フレーム４は、半導体積層ユニット２の後端面２０２を支持する支持部４１と、この支持部４１の両端部から前方側Ｘ１へ向かって延設された一対の側辺部４２とを有する。また、フレーム４は、前方側Ｘ１を開放させた開放部４０を有する。また、一対の側辺部４２の前端部４２１には、ボルト５９を螺合させるネジ穴４４が形成されている。
【００６１】
また、閉塞部材５は、ボルト５９を閉塞部材５のネジ孔５１及びフレーム４のネジ穴４４に螺合させることにより、フレーム４に締結固定されている。
また、閉塞部材５は、支承面５６３において弾性部材３２を前方側Ｘ１から支承すると共に、弾性部材３２を積層方向Ｘに弾性変形させた状態で当接部材３１との間に挟持している。これにより、弾性部材３２は、当接部材３１を介して半導体積層ユニット２を後方側Ｘ２に向かって加圧している。
その他は、参考例３と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
【００６２】
（実施例２）
上記第２の発明の実施例にかかる電力変換装置について、図を用いて説明する。
本例の電力変換装置１は、図１４、図１５に示すごとく、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール２１と半導体モジュール２１を冷却する冷媒を流通させる冷却管（冷媒流路部）２２とを積層してなる半導体積層ユニット２と、半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）に配設され、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに加圧する弾性部材３２と、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘ及び積層方向Ｘに直交する幅方向Ｙの四方から囲むように形成され、半導体積層ユニット２及び弾性部材３２を内側に収容するフレーム４と、フレーム４内において半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）に配設され、弾性部材３２を半導体積層ユニット２との間に挟持する閉塞部材５とを備えている。
また、閉塞部材５は、弾性部材３２を積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）から支承すると共に弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、フレーム４に固定されている。
以下、参考例１と異なる部分について詳説する。
【００６３】
図１４、図１５に示すごとく、フレーム４は、半導体積層ユニット２の前端面２０１を支持する支持部４１と、この支持部４１の両端部から後方側Ｘ２へ向かって延設された一対の側辺部４２と、一対の側辺部４２の後端部４２２を幅方向Ｙにつなぐ連結部４６とを有する。すなわち、フレーム４は、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘ及び幅方向Ｙの四方から囲むように形成されている。
【００６４】
また、フレーム４の側辺部４２には、閉塞部材５の両端部を差し込んで固定するための固定溝部４７が形成されている。固定溝部４７は、フレーム４の側辺部４２の内側面４２３を凹ませて形成されている。また、側辺部４２には、固定溝部４７に連通し、積層方向Ｘに形成されたガイド溝部４８が形成されている。ガイド溝部４８は、フレーム４の側辺部４２の上端部において、その内側面４２３を凹ませて形成されている。
【００６５】
また、図１４に示すごとく、閉塞部材５は、フレーム４の固定溝部４７に差し込まれて固定されている。これにより、フレーム４内の空間には、閉塞部材５の前方側Ｘ１の第１収容部４０１と、閉塞部材５の後方側Ｘ２の第２収容部４０２とが形成される。
第１収容部４０１には、半導体積層ユニット２及び加圧部材３（当接部材３１、弾性部材３２）が収容されている。
【００６６】
また、第２収容部４０２には、電子部品８１が収容されている。すなわち、フレーム４内の空間のうち、閉塞部材５を挟んで半導体積層ユニット２と反対側においてフレーム４と閉塞部材５との間に形成された空間（第２収容部４０２）には、電子部品８１が収容されている。なお、本例の電子部品８１は、電力変換装置１の構成部品であるリアクトル、コンデンサ等である。
【００６７】
また、図１５に示すごとく、フレーム４の連結部４６には、電子部品８１を固定するためのネジ穴４６１が設けられている。また、閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２には、電子部品８１を固定するためのネジ穴（固定部）５２１が設けられている。
そして、図１４に示すごとく、電子部品８１は、閉塞部材５のネジ穴５２１及びフレーム４のネジ穴４６１において、ボルト５９で締結固定されている。
その他は、参考例１と同様の構成である。
【００６８】
次に、本例の電力変換装置１における組立工程について説明する。
まず、図１６に示すごとく、フレーム４内に半導体積層ユニット２を配置した後、半導体積層ユニット２の後端面２０２に当接部材３１を当接配置し、当接部材３１の後方側Ｘ２に自由状態の弾性部材３２を配置する。
【００６９】
次いで、同図に示すごとく、閉塞部材５の下側部分をフレーム４のガイド溝部４８内に配置する。そして、閉塞部材５の支承部５２によって弾性部材３２の被支承部３２２を後方側Ｘ２から支承すると共に、その状態を保ったままで閉塞部材５をガイド溝部４８に沿って前方側Ｘ１に移動させる。これにより、弾性部材３２の押圧部３２１を当接部材３１に接触させて押圧し、弾性部材３２を積層方向Ｘに弾性変形させる。
【００７０】
次いで、閉塞部材５をフレーム４の側辺部４２の固定溝部４７に差し込む。これにより、弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、閉塞部材５をフレーム４の固定溝部４７に固定する。
その後、電子部品８１をフレーム４内の第２収容部４０２内に収容し、閉塞部材５のネジ穴５２１及びフレーム４のネジ穴４６１において、ボルト５９で締結固定する。
以上により、電力変換装置１（図１４）を組み立てる。
【００７１】
次に、本例の電力変換装置１における作用効果について説明する。
本例の電力変換装置１において、フレーム４は、半導体積層ユニット２を積層方向Ｘ及び幅方向Ｙの四方から囲むように形成されている。また、閉塞部材５は、フレーム４内において半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）に配設され、弾性部材３２を半導体積層ユニット２との間に挟持している。そして、閉塞部材５は、弾性部材３２を積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）から支承すると共に弾性部材３２を半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、フレーム４に固定されている。
【００７２】
そのため、上記構成の電力変換装置１を組み立てるに当たっては、フレーム４内において、半導体積層ユニット２の積層方向Ｘの一方側（後方側Ｘ２）に自由状態の弾性部材３２を配置した後、その弾性部材３２を閉塞部材５によって支承しながら積層方向Ｘに押圧し、弾性変形させた状態でフレーム４及び閉塞部材５により囲まれた空間（第１収容部４０１）内に収容することができる。これにより、従来、弾性部材３２を押圧するために用いていた押圧治具等や、その押圧治具等をフレーム４内に配置するためのスペースが不要となる。その結果、フレーム４の小型化、さらには電力変換装置１の小型化を図ることができる。
また、押圧治具等をフレーム４内に配置したり、取り出したりする工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００７３】
また、閉塞部材５は、上述のごとく、弾性部材３２を支承すると共に半導体積層ユニット２側に付勢した状態で、フレーム４に固定されている。そのため、閉塞部材５をフレーム４に固定することにより、弾性部材３２による半導体積層ユニット２への加圧を保持することができる。これにより、弾性部材３２による半導体積層ユニット２への加圧を保持するための支承ピン等や、その支承ピン等をフレーム４内に配置するためのスペースが不要となり、フレーム４の小型化、さらには電力変換装置１の小型化を図ることができる。
また、支承ピン等をフレーム４内に配置する工程も必要なくなるため、工程の簡素化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【００７４】
また、本例では、閉塞部材５には、弾性部材３２における積層方向Ｘに直交する方向の移動を規制する支承部（位置決め部）５２が設けられている。そのため、閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２によって弾性部材３２の位置ずれを防止することができる。これにより、弾性部材３２によって半導体積層ユニット２を積層方向Ｘに精度良く加圧することができる。
【００７５】
また、フレーム４内の空間のうち、閉塞部材５を挟んで半導体積層ユニット２と反対側においてフレーム４と閉塞部材５との間に形成された空間（第２収容部４０２）には、電子部品８１が収容されている。そのため、半導体積層ユニット２（半導体モジュール２１）に近接する位置に電子部品８１を配置することができる。これにより、両者間の配線距離を短くすることができ、熱やノイズの発生を抑制することができる。
【００７６】
また、閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２には、電子部品８１を固定するためのネジ穴（固定部）５２１が設けられている。すなわち、電子部品８１を固定するスペースとして、弾性部材３２を支承すると共に位置決めする閉塞部材５の支承部（位置決め部）５２を利用している。これにより、電力変換装置１の省スペース化、小型化を図ることができる。
【００７７】
このように、本例によれば、小型化及び生産性向上を図ることができる電力変換装置１を提供することができる。
【００７８】
なお、本例の電力変換装置１は、参考例１と同様に、参考例２、３等と同様の構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１  電力変換装置
２  半導体積層ユニット
２１  半導体モジュール
２２  冷却管（冷媒流路部）
３２  弾性部材
４  フレーム
４０  開放部
５  閉塞部材
Ｘ  積層方向
【図１】
0005531999.tif 000002
【図２】
0005531999.tif 000003
【図３】
0005531999.tif 000004
【図４】
0005531999.tif 000005
【図５】
0005531999.tif 000006
【図６】
0005531999.tif 000007
【図７】
0005531999.tif 000008
【図８】
0005531999.tif 000009
【図９】
0005531999.tif 000010
【図１０】
0005531999.tif 000011
【図１１】
0005531999.tif 000012
【図１２】
0005531999.tif 000013
【図１３】
0005531999.tif 000014
【図１４】
0005531999.tif 000015
【図１５】
0005531999.tif 000016
【図１６】
0005531999.tif 000017
【図１７】
0005531999.tif 000018